一种智能光电交通控制系统及其控制方法与流程

本发明属于交通控制领域，具体涉及一种智能光电交通控制系统及其控制方法。

背景技术：

交通路口一般需要安装一套交通控制系统，以控制交通，便于车辆和行人更好的通行。目前的交通控制系统，存在如下问题：

1、交通信号机系统连线复杂，施工难度大：

一般一个路口4个方向，每个方向3组车行红绿灯、2组人行红绿灯，红绿灯的每个灯需要信号控制器220v火线直驱，每组信号灯需要电线连接到控制机；这样一组车行红绿灯需要3条火线，1条零线；一组人行红绿灯需要2条火线1条零线，其中如果零线共用的话，每个路口共计需要4*(3*3+2*2+1)＝56条电线；零线不共用的话，每个路口共计需要4*(3*4+2*3)＝72条电线；4个方向倒计时牌各需一根485总线进行级联，共计4条。

2、交通信号机系统线路维护和更换困难：

由于交通信号机系统线路连接庞杂，因此往往一条线路故障后,整个红绿灯系统都会失效，因此线路故障后排障困难，故障恢复时间长。

3、电子警察系统网络设备众多，安装与维护困难:

摄像头网络设备数量众多(10+台有源设备)，安装维护复杂；光纤收发器和路口交换机不能管理，故障定位/恢复困难；需要额外增加红灯检测器通过485线传递红灯信息给摄像头。

因此，为了更好的控制路口交通，需要一套设备精简、线路连接简单且检修和维护方便的交通控制系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种智能光电交通控制系统及其控制方法，设备精简、线路连接简单可靠且更换方便。

本发明所采用的技术方案是：一种智能光电交通控制系统，包括olt、交通信号控制器、交换机、设置于每个路口的交通信息单元、设置于每个路口的车辆检测单元、nvr和设置于每个路口的交通控制系统，每个所述交通控制系统均包括onu、通讯模块、供电模块、信号控制模块和防雷模块，所述onu用于通过光纤与相邻交通控制系统的onu连接，形成光纤环网，与通讯模块建立通信且通过odn与olt建立通信；

所述通讯模块用于将从对应的供电模块和信号控制模块获取的电信号转换为光信号，输出至对应的onu，同时将从对应onu获取的光信号转换为电信号，分别输出至对应的供电模块和信号控制模块；

所述供电模块用于与相邻交通控制系统的供电模块连接，形成供电环网，同时向对应的交通信息单元和车辆检测单元供电或断电，并输出供电信号至对应的通讯模块；

所述信号控制模块用于控制对应的交通信息单元和车辆检测单元的启动或关闭，并获取对应的交通信息单元和车辆检测单元采集到的信号，输出至对应的通讯模块；

所述olt用于分别与交换机和每个交通控制系统的onu建立通信，同时与网络管理系统实现通信；

所述交通信号控制器用于接收经交换机转换后的交通信息单元、车辆检测单元和交通控制系统的采集到的信号，并存储，同时输出交通控制信号至交换机；

所述交换机用于将从olt获取的光信号转换为电信号，输出至交通信号控制器，同时将从交通信号控制器获取的电信号转换为光信号，输出至olt；

所述交通信息单元用于获取对应的信号控制模块的控制信号，同时将交通信息单元运行情况信号输出至对应的信号控制模块；

所述车辆检测单元用于获取对应的路口各方向指定区域内车辆数据信号，并将车辆数据信号和车辆检测单元运行情况信号输出至对应的信号控制模块；

所述nvr用于接收经交换机转换后的视频信号，并存储。

其中一个实施例中，每个所述交通控制系统均还包括边缘计算模块，所述边缘计算模块用于获取对应的经通讯模块转换后的车辆检测单元采集到的车辆数据信号，处理后，输出至onu。

其中一个实施例中，每个所述交通控制系统均还包括云化处理模块，所述云化处理模块用于获取对应的经通讯模块转换后的车辆检测单元采集到的车辆数据信号，同时与云端建立通讯，获取云端数据，分析并规划交通控制方案，输出至onu。

其中一个实施例中，所述相邻交通控制系统的通讯模块之间还可以通过无线信号和载波信号连接，并分别形成无线信号环网和载波信号环网，所述交通信号控制器通过无线信号环网和载波信号环网与通讯模块通信。

其中一个实施例中，所述交通信息单元包括信号灯组、倒计时牌、诱导屏和智能led斑马线，所述信号灯组、倒计时牌、诱导屏和智能led斑马线分别与信号控制模块建立通讯且分别与供电模块连接。

其中一个实施例中，所述车辆检测单元包括线圈、地磁、摄像机、雷达、频闪灯或爆闪灯中的其中一种或数种，所述线圈、地磁、摄像机、雷达、频闪灯或爆闪灯分别与信号控制模块建立通讯且分别与供电模块连接。

其中一个实施例中，所述供电模块包括直流电供电模块和交流电供电模块，所述直流电供电模块和交流电供电模块分别用于与相邻交通控制系统的直流电供电模块和交流电供电模块连接，形成直流电供电环网和交流电供电环网，同时向对应的交通信息单元和车辆检测单元供电或断电，并输出供电信号至对应的通讯模块。

本发明还公开了一种智能光电交通控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤10、建立智能光电交通控制系统；

步骤20、通过交通信号控制器输入交通控制信号，交换机将交通控制信号转换为光信号，并通过olt传输至对应的onu，如对应的onu与olt的信号传输中断，交通控制信号经相邻的onu传输至对应的onu，且做出信号传输中断报警；

步骤30、onu与通讯模块通信，将光信号转换为电信号，分别输出至供电模块和信号控制模块；

步骤40、供电模块为对应路口的交通信息单元和车辆检测单元供电，如对应的供电模块供电中断，经相邻的供电模块供电；

步骤50、交通信息单元获取交通控制信号并根据获取的交通控制信号运行，同时将交通信息单元运行情况信号输出至对应的信号控制模块，车辆检测单元获取对应路口各方向指定区域内车辆数据信号，将车辆数据信号和车辆检测单元运行情况信号输出至对应的信号控制模块；

步骤60、信号控制模块将获取的车辆数据信号、车辆检测单元运行情况信号和交通信息单元运行情况信号输出至通讯模块，经通讯模块转换为光信号，并输出至对应的onu，如对应的onu与olt的信号传输中断，交通控制信号经相邻的onu传输至对应的onu，且做出信号传输中断报警；

步骤70、onu将获取的信号输出至olt，经过交换机转换为电信号后，输出至交通信号控制器，并储存。

其中一个实施例中，步骤20或步骤60中，如对应路口的onu和相邻路口的onu信号传输均中断，所述的信号传输通过无线信号环网或载波信号环网传输。

其中一个实施例中，步骤40中，如供电的车辆检测单元包括摄像机，nvr获取经交换机转换为电信号的车辆数据信号的视频信号并储存。

本发明的有益效果在于：

1、通过光纤将每个路口的onu相互连接，形成光纤环网，当其中一个onu与olt的信号传输中断，可通过相邻的onu将控制信号传输至对应的onu，这样的方式可保证在路口单个方向光纤信号传输中断的情况下，不影响整个路口的信号传输；

2、供电模块采用与onu连接相似的连接方式，当其中一个供电模块出现供电故障，可通过相邻的供电模块进行供电，保证用电设备运行的正常；

3、路口设备减少，因此线路数量减少，线路连接更加简单，使得维护和更换更加方便；

4、交通控制系统模块化，可根据需求增加或减少模块，可方便的集成各种功能。

附图说明

图1为本发明结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如附图1所示，一种智能光电交通控制系统，包括olt、交通信号控制器、交换机、设置于每个路口的交通信息单元、设置于每个路口的车辆检测单元、nvr和设置于每个路口的交通控制系统，每个所述交通控制系统均包括onu、通讯模块、供电模块、信号控制模块和防雷模块，所述onu用于通过光纤与相邻交通控制系统的onu连接，形成光纤环网，与通讯模块建立通信且通过odn与olt建立通信；

所述通讯模块用于将从对应的供电模块和信号控制模块获取的电信号转换为光信号，输出至对应的onu，同时将从对应onu获取的光信号转换为电信号，分别输出至对应的供电模块和信号控制模块；

所述供电模块用于与相邻交通控制系统的供电模块连接，形成供电环网，同时向对应的交通信息单元和车辆检测单元供电或断电，并输出供电信号至对应的通讯模块；

所述信号控制模块用于控制对应的交通信息单元和车辆检测单元的启动或关闭，并获取对应的交通信息单元和车辆检测单元采集到的信号，输出至对应的通讯模块；

所述olt用于分别与交换机和每个交通控制系统的onu建立通信，同时与网络管理系统实现通信；

所述交通信号控制器用于接收经交换机转换后的交通信息单元、车辆检测单元和交通控制系统的采集到的信号，并存储，同时输出交通控制信号至交换机；

所述交换机用于将从olt获取的光信号转换为电信号，输出至交通信号控制器，同时将从交通信号控制器获取的电信号转换为光信号，输出至olt；

所述交通信息单元用于获取对应的信号控制模块的控制信号，同时将交通信息单元运行情况信号输出至对应的信号控制模块；

所述车辆检测单元用于获取对应的路口各方向指定区域内车辆数据信号，并将车辆数据信号和车辆检测单元运行情况信号输出至对应的信号控制模块；

所述nvr用于接收经交换机转换后的视频信号，并存储。

本发明构建的智能光电交通控制系统，通过光纤将每个路口的onu相互连接，形成光纤环网，当其中一个onu与olt的信号传输中断，可通过相邻的onu将控制信号传输至对应的onu，这样的方式可保证在路口单个方向光纤信号传输中断的情况下，不影响整个路口的信号传输；供电模块采用与onu连接相似的连接方式，当其中一个供电模块出现供电故障，可通过相邻的供电模块进行供电，保证用电设备运行的正常；路口设备减少，因此线路数量减少，线路连接更加简单，使得维护和更换更加方便；交通控制系统模块化，可根据需求增加或减少模块，可方便的集成各种功能。同时，本发明的交通控制系统根据路口数量设置，因此本申请所述涉及的系统可满足多路口的需求。

本系统中也可将其中一onu作为主onu，用于与olt连接，其它onu作为副onu，与该主onu连接。此连接方式可作为备用连接方式，可根据路口的实际情况进行确定。

本系统在传统系统的基础上去掉了红灯检测器，直接通过光纤环网将对应的红绿灯组件的信息传输至对应的onu。同时，onu可以接收交通信号控制器发送的数据并存储下来，然后再发送给olt。

本系统的信号控制模块统一进行交通控制，通过各种接口和网络信号与设置于每个路口的交通信息单元和车辆检测单元连接，降低了连线的复杂度，可根据情况接入更多的设备，使得交通信息单元和车辆检测单元具有一定的扩展性。本系统设置于每个路口的交通信息单元和车辆检测单元，分别用于指引交通和检测车辆情况，其具体的设备可根据实际需求确定。

本系统可设置备用电源，如果系统停电，会自动开启备用电源并通过备用电源和构件的信号传输网络向交通信号控制器传输停电信息。

实施例中2：

如附图1所示，一种智能光电交通控制系统，其系统结构与实施例1相同，在实施例1的基础上，每个所述交通控制系统均还包括边缘计算模块，所述边缘计算模块用于获取对应的经通讯模块转换后的车辆检测单元采集到的车辆数据信号，处理后，输出至onu。

边缘计算模块的设置可在车辆数据信号传输至交通信号控制器之前，对车辆数据信号进行预处理，保证车辆数据信号处理的及时性。如果不接入边缘计算模块，车辆数据信号直接经光纤环网传输至交通信号控制器处理。

实施例中3：

如附图1所示，一种智能光电交通控制系统，其系统结构与实施例1相同，在实施例1的基础上，每个所述交通控制系统均还包括云化处理模块，所述云化处理模块用于获取对应的经通讯模块转换后的车辆检测单元采集到的车辆数据信号，同时与云端建立通讯，获取云端数据，分析并规划交通控制方案，输出至onu。

云化处理模块为本系统扩展模块，其关联云端数据，同时获取云端数据和车辆数据信号，对数据进行分析，可规划出交通控制方案。如在本系统中接入个人终端，可根据此控制方案合理的规划路径。

实施例中4：

如附图1所示，一种智能光电交通控制系统，其系统结构与实施例1相同，在实施例1的基础上，所述相邻交通控制系统的通讯模块之间还可以通过无线信号和载波信号连接，并分别形成无线信号环网和载波信号环网，所述交通信号控制器通过无线信号环网和载波信号环网与通讯模块通信。

本系统的信号传输以光纤环网为主，为保证在光纤环网功能瘫痪的情况下，系统能正常运行，在光纤环网的基础上搭建无线信号环网和载波信号环网。搭建无线信号环网和载波信号环网所需要的设备和线路根据实际搭建情况确定，以能保证信号传输顺畅为原则。

实施例中5：

如附图1所示，一种智能光电交通控制系统，其系统结构与实施例1相同，在实施例1的基础上，所述交通信息单元包括信号灯组、倒计时牌、诱导屏和智能led斑马线，所述信号灯组、倒计时牌、诱导屏和智能led斑马线分别与信号控制模块建立通讯且分别与供电模块连接。

本系统的交通信息单元根据实际情况确定，可增加或减少，但是每个设备之间单独与信号控制模块建立通讯，可实现单独控制，同时保证其中一个设备瘫痪的情况下，其它设备可正常运行。供电部分也单独设置，同样可保证其中一个设备供电瘫痪的情况下，其它设备可正常供电。

实施例中6：

如附图1所示，一种智能光电交通控制系统，其系统结构与实施例1相同，在实施例1的基础上，所述车辆检测单元包括线圈、地磁、摄像机、雷达、频闪灯或爆闪灯中的其中一种或数种，所述线圈、地磁、摄像机、雷达、频闪灯或爆闪灯分别与信号控制模块建立通讯且分别与供电模块连接。

本系统的车辆检测单元根据实际情况确定，可增加或减少，但是每个设备之间单独与信号控制模块建立通讯，可实现单独控制，同时保证其中一个设备瘫痪的情况下，其它设备可正常运行。供电部分也单独设置，同样可保证其中一个设备供电瘫痪的情况下，其它设备可正常供电。

实施例中7：

如附图1所示，一种智能光电交通控制系统，其系统结构与实施例1相同，在实施例1的基础上，所述供电模块包括直流电供电模块和交流电供电模块，所述直流电供电模块和交流电供电模块分别用于与相邻交通控制系统的直流电供电模块和交流电供电模块连接，形成直流电供电环网和交流电供电环网，同时向对应的交通信息单元和车辆检测单元供电或断电，并输出供电信号至对应的通讯模块。

本系统设置交流和直流两套供电系统，可根据用电设备的实际情况进行选择，也可统一选择直流或交流供电。

实施例中8：

一种智能光电交通控制系统的控制方法，其系统结构与实施例1-实施例7其中任意一实施例的结构相同，其包括以下步骤：

步骤10、建立智能光电交通控制系统；

步骤20、通过交通信号控制器输入交通控制信号，交换机将交通控制信号转换为光信号，并通过olt传输至对应的onu，如对应的onu与olt的信号传输中断，交通控制信号经相邻的onu传输至对应的onu，且做出信号传输中断报警；

步骤30、onu与通讯模块通信，将光信号转换为电信号，分别输出至供电模块和信号控制模块；

步骤40、供电模块为对应路口的交通信息单元和车辆检测单元供电，如对应的供电模块供电中断，经相邻的供电模块供电；

步骤50、交通信息单元获取交通控制信号并根据获取的交通控制信号运行，同时将交通信息单元运行情况信号输出至对应的信号控制模块，车辆检测单元获取对应路口各方向指定区域内车辆数据信号，将车辆数据信号和车辆检测单元运行情况信号输出至对应的信号控制模块；

步骤60、信号控制模块将获取的车辆数据信号、车辆检测单元运行情况信号和交通信息单元运行情况信号输出至通讯模块，经通讯模块转换为光信号，并输出至对应的onu，如对应的onu与olt的信号传输中断，交通控制信号经相邻的onu传输至对应的onu，且做出信号传输中断报警；

步骤70、onu将获取的信号输出至olt，经过交换机转换为电信号后，输出至交通信号控制器，并储存。

本控制方法在控制系统的基础上搭建。通过两次对信号的转换，保证整个控制方法控制过程中的控制的顺畅。同时，在其中一onu或其中一供电模块停止工作的情况下，自动选择相邻的onu或供电模块，以保证正常的工作。

由于交通信息单元和车辆检测单元会在运行过程中实时传输运行状态的信息发送至信号控制模块，因此可实时对交通信息单元和车辆检测单元进行故障监测。如出现故障，可及时预警并及时更换。

实施例中9：

一种智能光电交通控制系统的控制方法，其系统结构与实施例1-实施例7其中任意一实施例的结构相同，在实施例7的基础上，步骤20或步骤60中，如对应路口的onu和相邻路口的onu信号传输均中断，所述的信号传输通过无线信号环网或载波信号环网传输。

在光纤环网信号传输的基础上，设置备用的无线信号环网和载波信号环网，可在光纤环网出现故障的情况下，保证信号传输不中断，保证路口信号传输的稳定。

实施例中10：

一种智能光电交通控制系统的控制方法，其系统结构与实施例1-实施例7其中任意一实施例的结构相同，在实施例7的基础上，步骤40中，如供电的车辆检测单元包括摄像机，nvr获取经交换机转换为电信号的车辆数据信号的视频信号并储存。

nvr单独进行设置，可实现对视频信号的储存和调取等功能，为交通的监管提供视频资料。

本申请涉及的智能光电交通控制系统中所述的交通控制系统可不设置主控，也可设置主控。在不设置主控的情况下，通过设置于外部的主控进行控制。如设置主控，指定其中一个交通控制系统为主要控制的主控。不论如何设置主控，主控与驱动之间的连接可通过485通信、232通信或网络通信的方式实现。

同时，可在交通控制系统中设置车路协同模块，可实现车辆安全防碰撞、车路协同调度、节能减排、智能辅助驾驶等功能，显著提升车辆与行人的安全、服务、环保和应急水平。

另外，还可在交通控制系统中设置输出检测模块，其通过4g网络把负载上故障的信息传到手机或电脑等终端设备上，并且可以检测所带负载的电流、电压；同时报警。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。